روش هاي تبديل موجك پيوسته و تحليل فوريه در ارزيابي خصوصيات تحريك بحراني

Continuous Wavelet and Fourier Transform Methods for the Evaluation of the Properties of Critical Excitation

در طراحي سازه طراح مي بايستي سازه را براي بيشينه باري كه احتمال مي رود سازه در طول عمر خود با آن مواجه شود، طراحي كند. در اين مقاله با توجه به اطلاعاتي كه از زمين لرزه هاي رخ داده درگذشته به دست مي آيد، تحريكات بحراني قاب برشي مجهز شده به مهاربند بازويي، تحت دو حالت قيدي محاسبه مي شوند. بدين منظور يك مسيله ي بهينه سازي غيرخطي حل مي شود و در آن تابع هدف بيشينه سازي جابجايي بام سازه در نظر گرفته مي شود. در هر حالت قيدي تحريكات بحراني محاسبه و به ترتيب تحت عنوان تحريكات بحراني اول و دوم شناخته مي شوند. در حالت قيدي اول انرژي و بيشينه شتاب به عنوان قيود در نظر گرفته مي شود درحالي كه در حالت قيدي دوم، قيد حد فوقاني طيف فوريه به اين قيود اضافه مي شود. درنهايت خصوصيات تحريكات بحراني به همراه زلزله هاي استفاده شده جهت توليد تحريكات بحراني با استفاده از روش تحليل فوريه و تبديل موجك پيوسته بررسي مي شود. نتايج مثال عددي ارايه شده نشان مي دهد كه طيف فوريه ي زلزله ي بحراني حالت اول در فركانسي نزديك به فركانس مود اول ارتعاشي سازه6/68 برابر بيشينه مقدار متناظر در ساير زلزله ها است و همين امر منجر به توليد زمين لرزه اي بحراني تر شده است. همچنين با استفاده از منحني زمان- فركانس، نشان داده مي شود كه تقريبا زمان غالب فركانس ها (زماني كه بيشتر فركانس ها در آن زمان رخ مي دهند) براي تمامي زلزله ها بيشتر از ده ثانيه است و همچنين مدت زمان حركت قوي هر زلزله در داخل بازه ي زماني مربوط به زمان غالب فركانسي همان زلزله قرار دارد.

A designer needs to design a structure with the aim of obtaining the maximum possible load expected for the structure during its lifetime. In this paper, with regards to the information obtained from the earthquakes, the critical earthquakes were computed for a shear frame building, equipped with a belt truss system and subjected to two constraint scenarios. For this purpose, a nonlinear optimization problem has been solved, in which the objective function was the maximization of the roof displacement. In the first constraint scenario, the computed critical earthquake was known as the first state critical earthquake. In addition, for the second constraint scenario, the earthquake was named as the second state critical earthquake. In the first scenario, the energy and peak ground acceleration was considered as the constraints, while in the second scenario, the upper bound Fourier spectrum was added to these constraints. Finally, properties of the initial and critical earthquakes were investigated using the Fourier analysis method and continuous wavelet transform. The numerical results showed that the Fourier spectrum of the first critical earthquake was 6.86 times higher than the maximum values for the same parameter for other earthquakes at a frequency near the first natural frequency of the structure. Also, using time-frequency curve, it was shown that duration of the strong ground motion of all earthquake places within the dominant duration of the frequencies of the same earthquake was more than 10 sec.